Somogyvári Péter tollából… A hullámok Somogyvári Péter tollából…

Definíció Hullám: egy rendszer olyan állapotváltozása, amely időbeli és/vagy térben periodikus (vagyis szabályosan ismétlődő). Eltekintve az elektromágneses hullámtól (és valószínűleg a gravitációs hullámtól) a hullámok valamilyen közegben terjednek. Energiát szállítanak anélkül, hogy a közeg anyaga állandó mozgásban lenne a terjedés irányába. Ehelyett egy fix pont körül rezegnek, mozognak a közeg részecskéi, tehát energiát szállít, tömeget nem.

Közvetítő közeg A hullámok közvetítő közegét az alábbi tulajdonságok közül jellemezhetünk valahánnyal: lineáris közeg, ha a különböző hullámok amplitudói bármely pontban összeadhatóak. zárt közeg, ha véges méretű, egyébként nyílt. egynemű közeg, ha fizikai tulajdonságai mindenhol ugyanazok. izotróp közeg, ha fizikai tulajdonságai ugyanazok minden irányban.

Példák hullámokra Óceáni felszíni hullámok, amik a víz felszínén terjedő zavarok (ld. szörfözés és cunami). A rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös sugárzás, látható fény, ultraibolya sugárzás, Röntgen-sugárzás, és gammasugárzás mind elektromágneses sugárzások. Ebben az esetben a terjedés közvetítő közeg nélkül, a vákuumon keresztül lehetséges, ahol ezek a hullámok fénysebességgel terjednek. Hang – mechanikus hullám, ami levegőn, folyadékon vagy szilárd anyagon keresztül terjed, amik egy részét pl. a fül érzékeli. Ide tartoznak a földrengések szeizmikus hullámai. gravitációs hullámok, amik a gravitációs mező ingadozásai az általános relativitáselmélet jóslata szerint. Ezek a hullámok nemlineárisak és még nem figyelték meg őket.

Alapjelenségek Visszaverődés – a hullám irányának megváltozása a felületen – ahol a közeg tulajdonságai megváltoznak – való áthaladás nélkül. Törés – a hullám irányának megváltozása a felületen – ahol a közeg tulajdonságai megváltoznak – való áthaladással. Szórás – a hullámhosszhoz hasonló méretű nyíláson áthaladó hullám körkörös "irányban" való továbbterjedése, szétterjedése. Interferencia – két talalkozó hullám szuperpozíciója, fázishelyes összeadódása (azaz kioltás is lehetséges a helytől függően). Diszperzió – a hullám frekvenciák szerinti szétválása. Egyenesvonalú terjedés – a hullám egyenes vonalú terjedése homogén közegben.

Interferencia

Interferencia A jelenség: Ha két forrásból monokromatikus fényt bocsátunk ki, a keletkezett jelenséget egy sík ernyőn felfogva, megállapíthatjuk, hogy az ernyőn lesznek sötét (kioltás helye) és világos vonalak (maximális erősítés helye). Tekintve, hogy a monokromatikus fény semmilyen körülmény esetén sem bomlik alkotókra, színszóródás jelensége nem figyelhető meg. Két nem-monokromatikus hullám csak akkor lehet teljesen koherens, ha mindkettő azonos hullámhossztartományt fednek le, és az azonos hullámhosszhoz tartozó hullámok azonos fázisban vannak.

Interferencia Elvileg bármilyen fényforrásból származó fény képes interferencia mintázat létrehozására, lásd a napfény okozta Newton-gyűrűk jelenséget. Ennek ellenére, általában a fehér fény kevéssé alkalmas interferencia mintázatok létrehozására, mivel a fehér fény a teljes spektrum keverékéből áll össze, ezért a létrehozott interferncia területek más-más helyen jönnek létre. A nátrium fény közel monokromatikus és alkalmas arra, hogy interferencia mintázatokat hozzanak vele létre. A lézerfény még alkalmasabb erre a célra, mivel az szinte teljesen monokromatikus.

Interferencia azonban a mindennapi életben sokszor nem beszélhetünk interferencia jelenségről, miközben fényhullámok indulnak ki két különböző fényforrásból. A jelenség magyarazáta kettős. Az atomok általában egymástól függetlenül, rövid ideig sugároznak, és habár sok atom együtt erős fényt tud kibocsátani, a fény rendszertelenül, különböző fázissal érkezik, így nem teljesíti a koherencia feltételt. Továbbá az emberi szem csak kb. egytized másodpercenkénti átlagos megvilágítottságot érzékel, így ha pillanatnyilag is létrejön interferencia jelenség a szem nem képes annak észlelésére. Csak akkor van lehetőség interferencia-jelenség észlelésére, ha az abban résztvevő fényhullámok a megvilágított felület pontjaira azonos fáziskülönbséggel érkeznek, azaz a fényhullámok koherensek.

Interferencia Fényinterferencia könnyen létrejön vékony rétegeken, így például a szappanbuborékok és olajfoltok színességének is ez a jelenség az oka. De a rendkívül kis szélességű réseken sötét térbe való beszűrődés során észlelhető színszóródás oka a diffrakció (elhajlás) jelensége, az eredmény az interferenciához csak hasonló, sokszor vele együtt jelentkezik.